Naujagimių smegenų mikrostruktūros koreliacija dėl neurodegramacijos ir eisenos neišnešiotiems 18–22 mėnesių vaikams: mri ir dti tyrimas | vaikų tyrimai

Naujagimių smegenų mikrostruktūros koreliacija dėl neurodegramacijos ir eisenos neišnešiotiems 18–22 mėnesių vaikams: mri ir dti tyrimas | vaikų tyrimai

Anonim

Dalykai

  • Rizikos veiksniai

Anotacija

Pagrindiniai faktai:

Neišnešiotų naujagimių smegenų sandara buvo ištirta atsižvelgiant į neurologinį vystymąsi. Mes iškėlėme hipotezę, kad trumpalaikiai makrostruktūriniai smegenų anomalijos, nustatyti naudojant įprastą magnetinio rezonanso tomografiją (MRT) ir baltosios medžiagos (WM) mikrostruktūrą, aptiktą difuzijos tensoriniu vaizdavimu (DTI), koreliuotų su mažesne kognityvine ir motorine raida bei lėtesne, mažiau stabilia eisena. 18–22 mėn. amžiaus.

Metodai:

Prieš įprastą trumpalaikį galvos smegenų MRT buvo įdarbintas šimtas du labai mažo svorio neišnešioti neišnešioti kūdikiai (≤1 500 g gimimo svorio; ≤32 savaitės nėštumo amžius). Cerebellar ir WM makrostruktūra buvo įvertinta įprastiniu struktūriniu MRT. DTI buvo gautas 66 iš 102 ir WM mikrostruktūra buvo įvertinta naudojant frakcinę anizotropiją ir vidutinį difuzinį (MD) šešiuose subkortikiniuose smegenų regionuose, apibrėžtuose naujagimių atlase „DiffeoMap“. Neurologinis vystymasis buvo įvertintas naudojant „Bayley-Scales-of-Infant-kūdikio vystymosi“ 3-ąjį leidimą (BSID-III); eisena buvo įvertinta naudojant instrumentinį kilimėlį.

Rezultatai:

Naujagimiams su smegenų smegenų anomalijomis, nustatytais naudojant MRT, nustatyta mažesnė vidutinė BSID-III kognityvinė sudėtis (89, 0 ± 10, 1 vs. 97, 8 ± 12, 4; P = 0, 002) 18–22 mėn. Naujagimiams, kurių DTI buvo nustatyta iš kairės užpakalinės vidinės kapsulės dalies galūnės (PLIC), MD buvo mažesni kognityviniai ir motoriniai junginių balai ( r = −0, 368; P = 0, 004; r = −0, 354; P = 0, 006) 18–22 mėn .; naujagimiai su didesniu tikruoju MD parodė lėtesnį eigos greitį ( r = −0, 374; P = 0, 007). Daugiamatė tiesinė regresija reikšmingai prognozavo pažintinę (pakoreguota r 2 = 0, 247; P = 0, 002) ir motorinę skalę (pakoreguota r 2 = 0, 131; P = 0, 017).

Išvada:

Artimiausi smegenų makrostruktūra ir PLIC bei tikroji mikrostruktūra prognozavo ankstyvą neurozės vystymąsi ir eiseną.

Pagrindinis

Naujagimių medicinos pažanga padidino neišnešiotų naujagimių, išgyvenančių labai mažą svorį (VLBW), išgyvenamumą ir geresnį rezultatą (1), tačiau neurologinio vystymosi sutrikimo dažnis išlieka 3–4 kartus didesnis nei neišnešiotų naujagimių (2, 3)., 4, 5). Ankstyvame amžiuje sunku tiksliai numatyti motorinius, kognityvinius ir elgesio sutrikimus, kurie riboja mūsų galimybes nustatyti rizikos grupės kūdikius, kuriems intervencija galėtų būti naudinga kritiniais vystymosi laikotarpiais. Ankstyvas nustatymas optimaliu neuroplastiškumu yra būtinas, kad būtų galima skirti gydymą, kuris gali pagerinti šių vaikų funkcijas ir gyvenimo kokybę (6).

Duomenys apie naujagimių neurovaizdį gali padėti pateikti ankstyvą neišnešiotų kūdikių prognozę, o dauguma neišnešiotų VLBW kūdikių prieš išleidžiant iš naujagimių intensyviosios terapijos skyriaus yra atvaizduojami neurovaizdžiais. Prognozė, pagrįsta įprastu smegenų magnetinio rezonanso vaizdavimu (MRT), iš dalies buvo sėkminga (7, 8). Pusiau automatizuota atlasinė difuzinio tensorinio vaizdo (DTI) analizė yra perspektyvi neurovaizdinė technika, kuri gali būti naudojama ankstyvosios baltosios medžiagos (WM) mikrostruktūrai įvertinti ir gali būti jautresnis neurodegramacijos biologinis žymuo nei struktūrinis MRT (9, 10, 11).

Vystantis smegenims, ląstelių mikrostruktūros tampa sudėtingesnės ir organizuotos, mažėja vandens kiekis ir tarpląstelinės erdvės, pokyčiai, kuriuos galima įvertinti DTI (12, 13). Iš DTI gaunami skalės, tokios kaip frakcinė anizotropija (FA) ir MD, gali įvertinti smegenų vystymąsi ir brendimą (14). FA atspindi difuzinės anizotropijos laipsnį vokselyje, nustatomą pagal pluošto skersmenį, tankį, mielinizaciją, tarpląstelinę difuziją, tarpsieninius tarpus ir intraląstelinio pluošto trakto darną. MD yra vidutinės difuzijos išilgai trijų pagrindinių ašių apskaičiavimas (15). Naujagimyje WM FA paprastai didėja, o MD mažėja su amžiumi, greičiausiai dėl padidėjusio skaidulų organizavimo, aksonų suderinamumo ir išankstinės mielinizacijos (11, 16). Netolimo regioninio WM vystymosi analizė naudojant DTI gali suteikti prognozinės informacijos ir padėti anksti gydyti neišnešiotus vaikus (4, 17).

Naujagimiui greitai besivystanti VM yra selektyviai pažeidžiama (18) dėl žinomų rizikos veiksnių, susijusių su neišnešiotu gimimu, įskaitant bronchų ir plaučių displaziją (BPD), nekrozinį enterokolitą (NEC), priešlaikinio kūdikio retinopatiją (ROP) ir sepsį (19, 20, 21). Šiame tyrime buvo tiriama neišnešiotų VLBW naujagimių smegenų struktūra, atsižvelgiant į neurologinį išsivystymą ir eiseną 18–22 mėn. Pritaikyto amžiaus. Mes hipotezę, kad trumpalaikiai makrostruktūriniai smegenų anomalijos, nustatyti naudojant įprastinius struktūrinius MRT ir WM mikrostruktūrą, aptiktus naudojant DTI, koreliuotų su mažesne kognityvine ir motorine raida bei lėtesne, ne tokia stabilia eisena 18–22 mėn. Pritaikyto amžiaus.

Rezultatai

1 lentelėje pateiktos visų dalyvių ( n = 102) ir pogrupio, turinčio DTI, demografinės ir naujagimių charakteristikos. Gimdymo amžius (GA) gimimo metu ir gimimo svoris reikšmingai nesiskyrė nei vyrams, nei moterims. Kūdikių, sergančių DTI ( n = 66) ir be DTI ( n = 38), demografinės ir klinikinės charakteristikos reikšmingai nesiskyrė; tačiau naujagimiams, sergantiems DTI, BPD dažnis buvo reikšmingai mažesnis (26 palyginti su 34%), NEC (11 ir 20%), ROP (26 ir 31%) ir sepsis (9 palyginti su 17%); ir nereikšmingas vėdinimo dienų skaičius (8, 7 ± 14, 4 palyginti su 14, 4 ± 23, 2).

Pilno dydžio lentelė

Reprezentatyvūs WM anomalijų (WMA) ir smegenėlių anomalijų vaizdai, nustatyti naudojant įprastą struktūrinį MRT, pateikti 1 paveiksle . Mes nustatėme, kad 92 (90%) kūdikių WMA nebuvo arba buvo lengvas, o 10 (10%) WMA buvo vidutinio sunkumo. Nebuvo rasta WMA 55 iš 102 (54%), lengvo WMA 37 iš 102 (36%), vidutinio sunkumo WMA 8 iš 102 (8%) ir sunki WMA 2 iš 102 (2%). . Reikšmingi smegenų anomalijos buvo nustatyti 28 iš 102 (28%), įskaitant reikšmingus smegenų pažeidimus ( n = 16) ir (arba) reikšmingą asimetriją ( n = 14), 73 nebuvo reikšmingų smegenų anomalijų, o 1 dalyviui tai negalėjo būti. galutinai apsisprendęs. Tarp vidutinio sunkumo ir sunkių WMA ar reikšmingų smegenų anomalijų pokyčių, nustatytų MRT, vyrams, palyginti su moterimis, reikšmingų skirtumų nenustatyta.

Image

Makrostruktūriniai smegenų anomalijos, įvertinti remiantis tipišku T 1 ir T 2 svertiniu struktūriniu MRT (A = priekinė, P = užpakalinė, R = dešinė, L = kairė). a ) Nėra WMA: atkreipkite dėmesį į normaliai atrodantį WM tiek su T2, tiek su T 1 sveriamais vaizdais be židinio pažeidimų ar skilvelių padidėjimo; b ) minimalus WMA: atkreipkite dėmesį į lengvą asimetrinį kairiojo prieširdžio skilvelio padidėjimą tiek su T2, tiek su T 1 atvaizdais, taip pat su židinio T 1 didelio intensyvumo pažeidimu (trumpa rodykle) kairiajame periventrikuliniame WM; c ) vidutinio sunkumo WMA: pastebima židinio cista ar ertmė, esanti kairiajame priekiniame WM (ilgoji rodyklė), taip pat daugybiniai T 1 - didelio intensyvumo židinio pažeidimai smegenų WM (trumposios rodyklės); d ) sunki WMA: atkreipkite dėmesį į daugybę cistų ar ertmių, esančių palei periventrikulinę WM (kairysis vaizdas, ilgosios rodyklės). Atitinkami cistiniai / kavitaciniai pokyčiai vėl matomi T 1 SPGR tūrio seka (vaizdas dešinėje, ilga rodyklė), taip pat daugiau židinio sužalojimų, susijusių su T1 židinio dideliu intensyvumu dešiniajame periventrikuliniame WM (trumpoji rodyklė). Yra asimetrinis lengvas skilvelių išsiplėtimas ir gilus smegenų sulci pratęsimas, susijęs su bendru smegenų WM tūrio sumažėjimu; ir e ) smegenų anomalijos: daugybiniai židinio smegenų pažeidimai (trumposios strėlės), kurie gali būti senų kraujo produktų derinys ir (arba) sužalojimas. Taip pat atkreipkite dėmesį į asimetrinį smegenėlių tūrį, kairiajame mažesniame nei dešiniajame smegenų pusrutulyje.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Buvo 6 iš 10 kūdikių su vidutinio sunkumo ir sunkia WMA, kuriems taip pat buvo smegenų anomalijos. Penki iš 10 WMA sergančių kūdikių turėjo DTI; 15 iš 28 kūdikių su smegenų anomalijomis turėjo DTI.

2 paveiksle pavaizduoti atrinkti smegenų regionai, įvertinti naudojant trumpalaikę DTI, kaip apibrėžta pusiau automatiniame Johns Hopkins universiteto (JHU) naujagimių atlase. Vyriška lytis buvo reikšmingai susijusi su didesniu splenio FA ( P = 0, 012) ir didesniu genu MD ( P = 0, 006), po skenavimo kontroliavus postmenstruacinį amžių (PMA); jokie kiti regionai nerodė reikšmingų asociacijų. Vidutinio ar sunkaus WMA buvimas įprastiniame MRT buvo reikšmingai susijęs su didesniu genu MD ( P = 0, 008), kontroliuojant PMA nuskaitymo metu. Smegenų smegenų anomalijų buvimas įprastiniame MRT buvo reikšmingai susijęs su aukštesniu kairiuoju PLIC MD ( P = 0, 022) ir didesniu thalamus MD ( P = 0, 049) po kontrolinio PMA tyrimo metu. Kitų reikšmingų asociacijų nerasta.

Image

Smegenų baltosios medžiagos mikrostruktūros dominančios sritys, parinktos reprezentatyviame kūdikių DTI tyrime, naudojant pusiau automatinį JHU naujagimių atlasą (A = priekinė, P = užpakalinė, R = dešinė, L = kairė). Viršutiniai vaizdai identifikuoja geltonkūnio ir vidinės kapsulės priekines (raudonas) ir užpakalines (mėlynas) galūnes (šviesiai žalia) ir splenium (tamsiai žalia). Apatiniai vaizdai identifikuoja talamą (žalią) ir globus pallidus (cianą).

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Devyniasdešimt keturi iš 102 dalyvių grįžo atlikti tolesnį vertinimą 18–22 mėnesių pritaikyto amžiaus; 93 vaikai grįžo įvertinti „Bayley-Scales-of-Infant-Baby“, 3-asis leidimas (BSID-III) (91% stebėjimo procentas), 92 baigė pažintinius testus, 92 baigė motorinius testus ir 91 baigė abu. Buvo trys vaikai, kuriems 18–22 mėn. Diagnozuotas cerebrinis paralyžius. Aštuoniasdešimt du vaikai grįžo įvertinti eiseną, kuri nebuvo standartinės priežiūros klinikinės priežiūros dalis; 78 iš 82 vaikų vaikščiojo savarankiškai, o 3 vaikai galėjo vaikščioti su rankinėmis pagalbinėmis priemonėmis. Vienas vaikas buvo nemotyvuotas ir negalėjo vaikščioti su rankiniu pagalba ir nebuvo įtrauktas į eisenos analizę; iš viso 81 dalyvis baigė vertinti eiseną, vidutinis amžius stebint buvo 20, 1 ± 1, 0 mo pakoreguoto amžiaus. Nei vienas iš keturių vaikų, negalinčių savarankiškai vaikščioti, neturėjo vidutinio sunkumo ar sunkaus WMA, tačiau du iš keturių vaikų turėjo reikšmingų smegenų anomalijų, tarp jų ir nesimbolizuojantis vaikas. Iš 66 iš 102 dalyvių, kuriems buvo diagnozuota DTI, 60 vaikų grįžo atlikti BSID-III vertinimą 18–22 mėn .; 59 baigė pažintinius ir motorinius BSID-III bandymus; 52 atliktas eisenos vertinimas.

2 lentelėje pateikiami vidutiniai BSID-III balai ir eisenos parametrai esant 18–22 mėn. Visiems vaikams, vaikams su vidutinio sunkumo ar sunkia WMA ir be jų bei vaikams, turintiems ir be reikšmingų smegenėlių anomalijų, nustatytų pagal įprastą įprastinį MRT.

Pilno dydžio lentelė

Vidutinis BSID-III balas ir eisenos parametrai vyrams ir moterims nesiskyrė. 12 iš 92 (13%) vaikų, kurių BSID-III kognityviniai balai buvo mažesni nei 85, o 15 iš 92 (16%) BSID-III motorinių kompozicinių balų buvo <85, tai rodo lengvą ar sunkų vėlavimą. 2 iš 92 (2%) vaikų, kurių pažinimo balai buvo mažesni nei 70 (65 ir 65 balai), rodo, kad didelis vėlavimas: vieno vaiko WMA buvo lengvas ir reikšmingi smegenų anomalijos. Kitas vaikas neturėjo WMA ar smegenėlių anomalijų, tačiau GA gimimo metu buvo 25 savaitės, o anamnezėje buvo ROP 3 stadija, sepsis ir kvėpavimo distreso sindromas. Buvo 3 iš 92 (3%) vaikų, kurių motorinis balas buvo mažesnis nei 70 (balai 49, 58 ir 58), kurie rodo didelį vėlavimą: vienas vaikas turėjo sunkią WMA be reikšmingų smegenų anomalijų, vienas vaikas turėjo lengvą WMA ir reikšmingas smegenėlių anomalija ir vienas vaikas neturėjo WMA, tačiau turėjo reikšmingą smegenų anomaliją. Vidutinis BSID-III balas ir eisenos parametrai reikšmingai nesiskyrė vaikams, sergantiems vidutinio sunkumo ar sunkia WMA ir be jo. Tačiau vaikų, turinčių smegenėlių anomalijas, vidutiniai pažintiniai balai buvo ženkliai mažesni (97, 8 ± 12, 4, palyginti su 89, 0 ± 10, 1; P = 0, 002).

3 lentelėje pateiktos vidutinės DTI vertės ir dalinės koreliacijos tarp trumpalaikių DTI verčių ir neurologinio išsivystymo bei eisenos rezultatų 18–22 mėn. Didesnis kairiojo PLIC MD santykis su mažesniais BSID-III sudėtiniais pažintiniais ir motoriniais balais (atitinkamai r = −0, 368; P = 0, 004; r = −0, 354; P = 0, 006), panašios į dešiniojo PLIC MD tendencijas. Mažesni smulkiosios motorikos rodikliai koreliavo su aukštesniuoju kairiojo ir dešiniojo PLIC MD ( r = −0, 368; P = 0, 004; r = −0, 259; P = 0, 048, atitinkamai), aukštesnio thalamus MD ir aukštesnio globuso pallidus MD, taip pat su mažesne PLIC FA ir apatinės vidinės kapsulės priekinės galūnės (ALIC) FA ( 3 lentelė ).

Pilno dydžio lentelė

Vieno laipsnio tiesine regresija nustatyta, kad kiekvienam 1 SD padidėjusiam kairiojo PLIC MD, BSID-III pažinimo balas sumažėjo 0, 354 SD (standartizuotas B = 0, 354; pakoreguotas r 2 = 0, 110; P = 0, 006), o BSID-III motorinis balas buvo numatoma, kad sumažės 0, 358 SD (standartizuotas B = 0, 358; pakoreguotas r 2 = 0, 113; P = 0, 005).

Daugybinė kintama tiesinė regresija nustatė reikšmingą ryšį tarp neurodegramacijos 18–22 mėn. Amžiaus koreguotame amžiuje ir trumpalaikio MRT, DTI ir klinikinės rizikos veiksnių. Tiksliau, daugiamatė analizė nustatė modelį, į kurį įtrauktas kairiojo PLIC MD, kontroliuojamo PMA nuskaitymo metu, tikras MD, smegenų anomalijos, vidutinis CRP ir sepsis, reikšmingai numatytas BSID-III sudėtinis pažinimo balas (pakoreguotas r 2 = 0, 247; df = 5; P = 0, 002). Svarbūs šio modelio numatytojai buvo kairysis PLIC MD (standartizuotas Β = –0, 385; P = 0, 003) ir tikras MD (standartizuotas B = 0, 318; P = 0, 013). Atliekant daugiamatę analizę nustatyta, kad skenavimo metu liko PLIC MD, PMA ir BPD reikšmingai numatė BSID-III sudėtinio variklio balą (pakoreguotas r 2 = 0, 131; df = 2; P = 0, 007). Reikšmingas prognozatorius šiame modelyje buvo PLIC MD (standartizuotas B = −0, 358; P = 0, 005).

Lėtesnis eisenos greitis 18–22 mėn. Amžiaus koreliavo su didesniu artimojo laikotarpio tikrojo MD ( r = –0, 374; P = 0, 007) ir mažesniu tikrojo FA ( r = 0, 322; P = 0, 021; 3 lentelė ). Vieno laipsnio tiesinės regresijos analizė nustatė, kad kiekvienam 1SD padidėjusiam artimiausio laikotarpio genu MD buvo prognozuojama, kad eigos greitis sumažės 0, 376 SD (standartizuotas B = 0, 376, pakoreguotas r 2 = 0, 124; P = 0, 006; 3 pav. ). Trumpesnis kairiojo ir dešiniojo vienos galūnių palaikymas (SLS) koreliavo su aukštesniu genu MD, o trumpesnis kairės ir dešinės vienos galūnės palaikymas - su mažesniu genu MD ( 3 lentelė ).

Image

Gimimo greitis (cm / s) neišnešiotiems VLBW 18–22 mėn. Vaikams, palyginti su trumpalaikiu tikru MD ( n = 52), pritaikytas PMA nuskaitymo metu (95% pasikliovimo ribos). Pakoreguotas r 2 = 0, 124; P = 0, 006.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Diskusija

Šiame tyrime buvo tiriama MRT ir DTI trumpalaikė smegenų struktūra, atsižvelgiant į neurodeformaciją ir eiseną 18–22 mėn. Rezultatai pagrindžia hipotezę ir nustato ryšius, kurie gali turėti prognostinę reikšmę ankstyvam kūdikių, kuriems gresia neurologinio vystymosi sutrikimas, nustatymui.

Artimiausio laikotarpio struktūrinis MRT ir neurologinis vystymasis 18–22 mėn

Vidutinio sunkumo ar sunkus WMA artimoje amžiaus grupėje nebuvo reikšmingai susijęs su nervo išsivystymu ar eisena 18–22 mėnesių amžiaus. Tačiau trims vaikams, kurių BSID-III motorinis balas buvo mažesnis nei 70, buvo vidutinio sunkumo ar sunkus WMA arba reikšmingi smegenų anomalijos. Cerebellar anomalijos, nustatytos atliekant trumpalaikį struktūrinį MRT, buvo reikšmingai susijusios su žemesniais pažinimo balais, esant 18–22 mėn. Smegenų MRT nuskaitymai, paprastai atliekami prieš išleidžiant iš naujagimių intensyviosios terapijos skyriaus, suteikia potencialią galimybę pateikti ankstyvą prognozę; tačiau prognozėmis, pagrįstomis smegenų struktūriniu MRT, tik iš dalies pavyko nustatyti motorikos nepakankamumo, pažinimo vėlavimo ir kalbos sutrikimų riziką vėlesniame gyvenime (22), remiantis mūsų išvadomis.

Vidutinės ir sunkios WMA įrodymai buvo nustatyti 10% kūdikių, ty šiek tiek mažiau nei dviejuose ankstesniuose ypač mažo gimimo svorio (ELBW) kūdikių tyrimuose; jų paplitimas buvo 17% (23) ir 19% (8). Mūsų tiriamųjų populiacijoje galima tikėtis mažesnio WMA paplitimo, atsižvelgiant į jų aukštesnį vidutinį GA. Be to, šiame vienkartiniame tyrime naujagimių intensyviosios terapijos skyriuje gali būti pateikiami vienodesni priežiūros standartai, palyginti su didesniais daugiapakopiais tyrimais (8).

Neišnešiotų naujagimių sparčiai besivystanti smegenėlė buvo kliniškai svarbi, pažeidžiama smegenų sritis (24, 25, 26), atitinkanti mūsų duomenis. 28% kūdikių MRT nustatyta reikšmingų smegenų anomalijų; 16% pacientų turėjo reikšmingų smegenėlių pažeidimų; dažnis buvo šiek tiek didesnis nei prieš tai gauta 10% ELBW neišnešiotų kūdikių (8). Šiame tyrime nustatyti smegenų anomalijos apėmė abu reikšmingus smegenų pažeidimus, kaip apibrėžė Hintz ir kt . (8) ir smegenų asimetrija ≥ 3 mm, laikoma kliniškai nustatomu asimetrijos laipsniu, atspindinčia tūrio skirtumą, atkuriamu būdu nustatytu ir mažiau linkusiu į gabaliukų parinkimą ir kūdikio padėties nustatymą.

Palyginus įprastinius MRT ir DTI duomenis, paaiškėjo, kad vidutinio sunkumo ir sunkus WMA MRT buvo susijęs su didesniu tikruoju MD. Reikšmingi smegenų smegenų anomalijos MRT metu buvo susiję su didesniu kairiuoju PLIC MD ir didesniu kairiuoju thalamus MD. Tolesni tyrimai gali išaiškinti svarbius smegenų makrostruktūros ir mikrostruktūros ryšius, kurie gali padėti interpretuoti įprastą MRT, plačiau prieinamą neurologinio vaizdavimo metodą.

Netolimo laikotarpio DTI ir neuro plėtra 18–22 mėn

Artimiausio laikotarpio regioninė DTI, tiksliau, didesnis PLIC MD, koreliavo su mažesniu BSID-III sudėtiniu pažintiniu balu, sudėtine motorine bale ir smulkiosios motorikos bale. Didesnis talamus MD ir didesnis GloP MD koreliavo su mažesniais smulkiosios motorikos balais, kaip ir mažesnis ALIC FA. Daugybinė kintamoji analizė parodė, kad kairysis PLIC MD buvo reikšmingas kognityvinių ir motorinių rodiklių numatytojas. Didesnis tikras MD ir mažesnis FA koreliuoja su lėtesne, mažiau stabilia eisena.

Nors naujagimių, sergančių DTI ir be jos, reikšmingų vidutinių klinikinių charakteristikų skirtumų nenustatyta, vėdinimo dienų buvo nedaug, o BPD, NEC, ROP ir sepsio dažnis buvo nereikšmingas - tai gali reikšti didesnį DTI reikalingo nuskaitymo laiko toleranciją., surinktos klinikinio nuskaitymo pabaigoje, ir rodo, kad reikia trumpesnio artimiausio nuskaitymo laiko.

Ankstesni tyrimai pasiūlė DTI kaip jautresnį biomarkerį nei struktūrinis MRT vėlesniam neurologiniam vystymuisi (4, 11, 27). Pusiau automatizuota atlasinė DTI analizė yra klinikinio taikymo galimybė dėl savo santykinio efektyvumo ir pakartojamumo. DTI buvo ištirta WM regionuose, apie kuriuos žinoma, kad jie tarpininkauja motorinei ir pažintinei funkcijai, ir buvo patikimai aptikti artimoje amžiaus grupėje, naudojant atlasinę DTI analizę (16). Anksčiau pranešėme apie WM vystymąsi 19 subkortikinių regionų, kuriuose dalyvavo 45 iš 102 šio tyrimo kūdikių (16). Buvo stebimi bendrieji centrinio ir periferinio regionų WM vystymosi modeliai ir WM išsivystymas iš užpakalio į priekį regione. PLIC pademonstravo aukščiausią WM išsivystymo lygį artimoje amžiaus grupėje. Rezultatai parodė, kad aiškinant DTI, atsižvelgiant į ankstesnius atradimus, svarbu atsižvelgti į konkretaus regiono WM vystymosi trajektorijas, todėl atitinkamai buvo parinkti trumpalaikiai smegenų regionai (11, 28).

Mes nustatėme, kad artimo amžiaus amžiuje MD labiau prognozavo rezultatą nei FA. MD ir FA matuoja skirtingas histologines charakteristikas. MD matuoja bendrą difuziją vokselyje, o FA matuoja anizotropijos laipsnį arba kryptingą vandens judėjimą (15, 16). Manoma, kad naujagimio laikotarpiu ŠMM bus mažiau anizotropinis, nes jame yra mažiau mielino ir daugiau intersticinio skysčio, todėl MD gali būti jautresnė priemonė. Be to, MD vertės skyrėsi mažiau nei FA vertės. Šioje grupėje, kur dauguma parodė normalų neurologinį išsivystymą, siauresnė variacija gali reikšti jautresnę metriką.

„Corpus Callosum“

Mažesnis FA ir aukštesnis MD, esant corpus callosum (CC), koreliavo su mažesniu eisenos greičiu ir sumažėjusiu SLS, eisenos stabilumo rodikliu. Artimojo amžiaus amžiuje BK tikrasis ir splenium dar nebuvo mielinizuotas (29), nors užpakaliniai aspektai (splenium) išsivysto anksčiau nei priekiniai (genu) aspektai (16, 30). Pažeidimų tyrimai rodo, kad tikrasis WM tarpininkauja motorinei koordinacijai (31), o ankstesni tyrimai parodė naujagimio CC WM struktūrą, susijusią su būsima motorine funkcija (32, 33), atitinkančią mūsų išvadas.

Patinai, atlikę nuskaitymo PMA kontrolę, turėjo žymiai didesnį splenio FA ir didesnį tikrąjį MD nei moterys. Riboti duomenys rodo kiekybiškai įvertinamus lyčių skirtumus CC raidoje artimojo amžiaus (4, 34). Vyro lytis yra susijusi su padidėjusia nepageidaujamų pasekmių, įskaitant CP, rizika po priešlaikinio gimimo (35), nors vyrai ir moterys šio tyrimo metu neišsiskyrė iš neurologinių pokyčių. Didesnėms populiacijoms reikia toliau tirti CC mikrostruktūros, lyties ir neurodegramacijos ryšius, siekiant paaiškinti rizikos veiksnius, galinčius padidinti sergamumą VLBW vyrais.

Vidinė kapsulė

Ilgalaikė PLIC mikrostruktūra parodė stipriausią ryšį su neurodegramacija 18–22 mėnesių amžiaus. Aukštesnis PLIC MD koreliavo su žemesniu BSID-III kognityviniu sudėtiniu balu, variklio sudėtinio balo ir smulkiosios motorikos balais, o mažesnis PLIC FA buvo susijęs su mažesniu smulkiosios motorikos balais. Į PLIC įeina žievės smegenų žievės motoriniai pluoštai ir artimiausiu metu vyksta mielinizacija (36). Kortikospinalinis traktas nusileidžia per užpakalinį PLIC trečdalį, o PLIC analizės DTI metu, kai jis yra artimas amžius, rodo, kad jis gali turėti prognostinę būsimojo motorinio vystymosi vertę (4, 11).

Vėlyvą antrą ir trečią trimestrą besivystanti WM yra pažeidžiama. WM sužalojimas gali pakenkti PLIC mielinizacijai ir vystymuisi, pažeisdamas preoligodendrocitus, kurie nesubręsta iki mieliną gaminančių oligodendrocitų, tiesioginį aksonų sužalojimą, sužalojimą pereinamaisiais neuronais, palengvinančiais žievės – subkortikinius sinapsinius ryšius, ir migruojančių neuronų, kritiškai svarbių žievės funkcijai, sužalojimu ( 7, 18, 37). Sumažėjęs PLIC brendimas greičiausiai atsispindi mažesniame PLIC FA ir didesniame MD. Be to, trečiajame trimestre į normalią apoptozę, vaskuliarizaciją ir aksonų vystymąsi įsitraukusios mikroglijos pasiekia didžiausią gausą ir yra pagrindinės ląstelių sužalojimo nuo išemijos ar uždegimo vykdytojos, dar labiau prisidedančios prie pažeidžiamumo (18).

ALIC sudėtyje yra talamokortikalinės skaidulos, jungiančios talamą su priekine priekine žieve, kad būtų galima planuoti motoriką ir pažinti aukštesnę eilę (38). Netolimo laikotarpio ALIC MD ir FA reikšmės parodė koreliaciją su BSID-III smulkiosios motorikos balais, kas rodo, kad ALIC mikrostruktūrinis sužalojimas gali būti susijęs su smulkiosios motorikos sutrikimo rizika.

Thalamus ir Globus Pallidus

Didesnės artimojo laikotarpio thalamus ir globus pallidus MD vertės koreliavo su mažesniu BSID-III smulkiosios motorikos rodikliu 18–22 mėn. Amžiuje, o tai rodo, kad mažesnio subrendimo mikrostruktūra šiuose regionuose, esant trumpalaikiam amžiui, gali turėti įtakos neišnešiotų vaikų smulkiosios motorikos raidai. Yra žinoma, kad thalamus ir baziniai ganglionai tarpininkauja motoriniams procesams ir buvo nustatyta, kad jie yra lengvai pažeidžiami kūdikiams (7, 39); tai iš dalies galėtų paaiškinti sutrikusią motorinę ir pažintinę funkcijas, susijusias su priešlaikiniu gimimu. Neišnešiotų kūdikių, palyginti su neišnešiotais kūdikiais, sumažėjęs talamo tūris (39) ir sutrikęs talamokortikinis ryšys (40). Talamas vystosi reikšmingai, užmezgant žievės jungtis vėlyvuoju antruoju ir trečiuoju nėštumo trimestrais (41), o šį procesą gali sutrikdyti priešlaikinis gimdymas.

Šio tyrimo apribojimai apima santykinai mažą imties dydį, skerspjūvio neurovaizdinę analizę, galimybę, kad mikroskopinis sužalojimas buvo mažesnis už įprasto MRT, DTI, gauto subpopuliacijoje, skiriamąją gebą ir informacijos, tokios kaip motinos išsilavinimas, trūkumo, kuris galėtų turėti įtakos neurologiniam išsivystymui. Būsimi didesnių populiacijų tyrimai dar labiau išaiškins šiame tyrime nustatytus ryšius ir gali padėti nustatyti klinikinį artimojo laikotarpio DTI įgyvendinimą, kad būtų galima tikslinti ankstyvų neišnešiotų kūdikių prognozes. Nuoseklus naujagimių neurovaizdis gali dar labiau atskleisti smegenų vystymosi trajektorijas, būtinas neurologiniam vystymuisi (15, 42).

Apibendrinant, šie radiniai rodo, kad trumpalaikė smegenėlių makrostruktūra ir PLIC bei tikroji mikrostruktūra gali būti naudojami kaip kognityvinės ir motorinės raidos prognostiniai biomarkeriai, stebėjimus, kuriuos galima toliau tirti didesnėse populiacijose. Būsimi tyrimai gali nustatyti, ar šių asociacijų nustatymas gali suteikti tikslią prognozę, galiausiai nukreipiančią į neuroprotekcinį gydymą ir ankstyvą intervenciją, kuria siekiama sumažinti neišnešiotų vaikų neurologinio vystymosi sutrikimus.

Metodai

Buvo įdarbinta šimtas du VLBW neišnešioti kūdikiai ir gautas bent vieno iš tėvų ar globėjų sutikimas šiam Stenfordo universiteto institucinės apžvalgos tarybos patvirtintam tyrimui prieš įprastą trumpalaikį smegenų MRT, esant PMA 36, 6 ± 1, 8 (1/1). 2010–12 / 2011). 102 dalyviai atstovavo 76% tinkamų kūdikių; 66 iš 102 taip pat buvo sėkmingai atlikti DTI nuskaitymai, surinkti pasibaigus standartinės priežiūros MRT, prieš išleidžiant iš naujagimių intensyviosios terapijos skyriaus ( 1 lentelė ). Buvo įtraukti VLBW neišnešioti kūdikiai, neturintys genetinių sutrikimų ar įgimtų smegenų anomalijų.

MRT duomenų gavimas

Smegenų MRT nuskaitymai buvo atlikti 3T MRT („GE-Discovery MR750“, „GE 8-Channel HD“ galvutės ritė, „GE Healthcare“, Mažasis Chalfontas, JK). Buvo naudojamas trijų plokštumų lokalizatorius ir buvo nustatytas turto kalibravimas, kad būtų galima naudoti lygiagrečius vaizdus. „Sagittal T 1 FLAIR“ atvaizdo parametrai buvo: TE = 91, 0, TR = 2200, matymo laukas (FOV) = 20 cm, matricos dydis = 320 × 224, pjūvio storis 3, 0 × 0, 5 mm, atstumas NEX = 1. T 2, DWI, ir DTI ašiniai nuskaitymai buvo paskirti naudojant vienkartinį, visos fazės FOV. Ašinio greito sukimosi aido T 2 vaizdavimo parametrai buvo: TE = 85 ms, TR = 2500, FOV = 20 cm, matrica = 384 × 224; gabalas = 4, 0 × 0, 0 mm tarpai. Ašiniai T 2 FLAIR parametrai buvo: TE = 140, TR = 9500, FOV = 20 cm, pjūvis = 4, 0 × 0, 0 mm, inversijos laikas 2300 skysčio susilpnintos inversijos atstatymo matrica = 384 × 224. Ašiniai DWI parametrai buvo: TE = 88, 8, TR. = 10 000, FOV = 20 cm, pjūvis = 4, 0 × 0, 0 tarpai, matrica = 128 × 128. Coronal T 1 SPGR parametrai buvo: TE = 8, TR = 3, pjūvis = 1, 0 × 0, 0 tarpai, FOV = 24 cm, matrica = 256 × 256.

DTI skenavimas buvo pagrįstas difuzijos svertu, vienkartiniu, nugaros aido, echo-planariniu vaizdavimo seka, kurios pjūvio storis 3, 0 mm, matricos dydis 128 × 128, 90 ° pasukimo kampas, FOV = 20 cm., TE = 88, 8 ms, TR = 8 000, ( b = 1000 s / mm2). Difuzija buvo matuojama 25 kryptimis, naudojant tris B0 vaizdus. Du pakartojimai buvo gauti iš 64 tiriamųjų iš 66. MRT nuskaitymai buvo atliekami kaip įprastas neišnešiotų naujagimių neurovaizdis, o DTI sekos buvo surinktos pasibaigus šiems ~ 25 min. MRT tyrimams. Kūdikiai buvo praryti ir maitinami, o nuskaitymo metu paprastai miegojo. Sedacija nebuvo naudojama kaip tyrimo protokolo dalis ir paprastai nebuvo naudojama įprastoms trumpalaikėms MRT.

Radiologinis įvertinimas

Buvo įvertintas struktūrinis MRT pagal WMA laipsnį ir reikšmingą smegenų anomaliją. Radiologinį vertinimą atliko patyręs vaikų neuroradiologas (XS) ir patvirtino antruoju (KY), abu buvo užmaskuoti visais kitais dalyvio duomenimis. WMA įvertinimui (1, 2, 3) pagal plačiai naudojamą klasifikavimo sistemą (8, 23, 43) buvo naudojama forma, įteisinta artimiausiam neuroradiologiniam vertinimui (8): i) WM signalo anomalijos laipsnis, (ii) ) periventrikulinio WM tūrio sumažėjimas, (iii) cistinės anomalijos, (iv) skilvelių išsiplėtimas ir (v) CC retėjimas. Buvo pranešta, kad vidutinio sunkumo ir sunkios WMA, naudojant šią klasifikaciją, yra labai populiari (96–98%) (8, 43). Reikšmingi smegenų anomalijos apėmė reikšmingus smegenų pažeidimus, kuriuos apibrėžė Hintz et al . (8) ir (arba) žymi smegenų asimetrija ≥3 mm priekine-užpakaline ar medialine-šoninėmis kryptimis.

DTI apdorojimas

DTI buvo surinkta nuskaitymo pabaigoje, ir 31 iš 102 kūdikių nuskaitymas buvo nutrauktas prieš renkant DTI, pirmiausia dėl kūdikio pabudimo, 2 negavo DTI dėl techninių problemų, DTI buvo surinkta iš 3 kūdikių buvo išmestas dėl galvos judesio ir prastos kokybės. Iš 66 kūdikių populiacijos pusiau automatizuota atlasinė DTI buvo analizuota naudojant DTI-Studio, naudojant parametrus, aprašytus Oishi ir kt . (44). Apmokytas tyrėjas patikrino visus nuskaitymus; 64 iš 66 kūdikių buvo du pakartojimai, o geriausias pakartojimas buvo pasirinktas norint pašalinti vaizdus su artefaksais ar judesio įrodymais. Jei nebuvo galima pakartoti nė vieno pakartojimo (2/66), buvo sukurtas sudėtinis pakartojimas remiantis geriausiomis vaizdo atkarpomis. Automatizuota vaizdo registracija buvo atlikta naudojant afininę transformaciją, kad būtų galima toliau koreguoti sūkurinių srovių iškraipymus ir nedidelį galvos judesį.

Kiekvienas smegenų vaizdas buvo nuimtas iš kaukolės su ROI redaktoriumi, naudojant B0 ir atsekimo atvaizdus, ​​ir rankiniu būdu pasuktas, kad atitiktų JHU naujagimio šablono atvaizdą. DTI atvaizdai buvo apdoroti naudojant „DiffeoMap“ (MRIStudio, Baltimore, MD), naudojant FA ir pėdsakus (trijų ortogonalinių difuzijų viename vokselyje suma) žemėlapiais, siekiant atlikti didelę deformacijų diferentomorfinę metrinę žemėlapio transformaciją (44). Kiekvienos smegenų FA ir pėdsakų žemėlapiai buvo normalizuoti, kad būtų pavaizduoti naujagimių atlase ir suskaidyti į 126 regionus. Remiantis pėdsakų žemėlapiu, regionai> 0, 006 mm 2 / s buvo laikomi KSF ir neįtraukti į segmentus. Tada segmentas, kuriantis WM traktus, buvo taikomas FA slenkstis> 0, 15. Paskui atrinkti regionai buvo susieti su FA, sudaryti pėdsakų žemėlapiai ir gautos regionų vertės. MD buvo apibrėžtas kaip trijų difuzijos krypčių vidurkis, apskaičiuotas pagal pėdsaką. Mes ištyrėme subkortikinius WM regionus, apibrėžtus JHU siuntų atlanto atlasu, kurie buvo gerai vizualizuoti naudojant trumpalaikį MRT ir DTI ir žinomi kaip tarpininkai motorinei ir pažintinei funkcijai ( 2 pav. ).

Demografinės ir naujagimių charakteristikos

Įtraukti klinikiniai rizikos veiksniai: BPD, apibūdinamas kaip kvėpavimo distreso sindromas anamnezėje ir gydomas> 21% deguonimi esant 36 W PMA; sepsis patvirtintas teigiama kraujo kultūra; NEC buvimas; ir 2 arba 3 stadijos ROP buvimas. Serumo CRP mėginiai buvo paimti 3, 72 ± 1, 9 kartus per pirmąsias 2 pogimdymines savaites, gautus atlikus paiešką Stanfordo klinikinės informatikos centre ir STRIDE. Anksčiau buvo paskelbta naujagimių klinikinės rizikos veiksnių analizė ir neurovaizdis toje pačioje grupėje (21).

Neurologinio vystymosi vertinimas 18–22 mėn

Neuromokslas buvo įvertintas naudojant BSID-III 18–22 mėnesių amžiaus, pritaikytą priešlaikiškumui, kurį atliko apmokytas egzaminuotojas, paslėptas atsižvelgiant į klinikinius duomenis ir neurovaizdį. Kompoziciniai pažintiniai ir motoriniai balai, taip pat smulkiosios ir bendrosios motorinės balai buvo apskaičiuoti remiantis vaiko koreguotu amžiumi vertinimo metu. BSID-III buvo vykdoma anglų arba ispanų kalbomis, atsižvelgiant į vaiko pagrindinę kalbą.

Eigos greitis ir SLS, apskaičiuoti kaip eisenos ciklo procentai, buvo įvertinti 18–22 mėn. Pakoreguotame amžiuje, naudojant „GAITRite“ instrumentinį kilimėlį (CIR Systems, Sparta, NJ). Vaikščiojimo bandymai atitiko tris kriterijus: (i) bent keturis iš eilės krintančius pėdas, (ii) bent vieną koją ant žemės bet kuriuo metu ir (iii) vaikas nieko nelietė ir nešė. Jei vaikas stebėjimo metu nevaikščiojo savarankiškai, tai buvo pažymėta ir duomenys buvo įtraukti, jei jie galėjo plaukti kruizu ir galėjo vaikščioti su rankiniu pagalbininku. Kiekvienam vaikui buvo ištirti 2–3 „geriausių pastangų“ tyrimai, iš viso ne mažiau kaip 12 pėdų, atrinkti atsižvelgiant į ėjimo ilgį, tiesumą ir tempo nuoseklumą.

Statistinė analizė

Ryšiai tarp kategorinių kintamųjų buvo analizuojami naudojant Chi-kvadrato testus, α = 0, 05. Vidutiniai skirtumai buvo lyginami naudojant t- testą, o dvipusis reikšmingumas P <0, 05. Vidutinės DTI vertės buvo lyginamos vyrams ir moterims, taip pat kūdikiams su WMA ir be smegenų smegenų anomalijų, naudojant kovariacijos analizę, kai PMA buvo nuskaityta kaip kovariacinis rodiklis, o reikšmingumas P <0, 05. Dalinės DTI koreliacijos, kontroliuojamos PMA nuskaitymo metu, reikšmingumas P <0, 05. Norint įvertinti santykio tarp DTI ir rezultato nuolydį, buvo atlikta vienmatė tiesinė regresija su likutinėmis MD reikšmėmis, pataisant PMA nuskaitymo metu. Kintamųjų kandidatams, turintiems koreliaciją su rezultatu, buvo atlikta daugiamatė tiesinė regresija (atrinktas kintamasis su didžiausia koreliacija su rezultatu P 0, 6). Šios analizės tikslas buvo nustatyti perspektyvius ryšius būsimiems tyrimams, todėl apsaugai nuo tipo buvo pasirinkta 0, 05 alfa. -II klaida; pateikiamos tikslios P vertės, kad būtų galima nustatyti, kokie rezultatai liktų, jei būtų pasirinkta žemesnioji alfa.

Finansinės paramos ataskaita

Šį tyrimą remia Nacionaliniai sveikatos institutai, MD Bethesda, klinikinio ir vertimo mokslo premija UL1 RR025744, skirta Stanfordo klinikinio ir vertimo lavinimo ir tyrimų centrui (spektras), bei Stanfordo klinikinės informatikos centrui ir Stanfordo vertimų tyrimams integruotos duomenų bazės aplinkoje. (STRIDE), Stanfordas, Kalifornija; ir „Lucile Packard“ vaikų sveikatos fondas, Palo Alto, Kalifornija. Ši medžiaga remiasi darbu, kurį remia Nacionalinis mokslo fondas, Arlingtonas, VA, Absolventų mokslinių tyrimų stipendija, suteikta pagal Dotacijos Nr. DGE-1147470, ir rėmė Marijos Baracchi tyrimų fondas, Lucile Packard vaikų ligoninė, Stanfordas.

Atskleidimas

Autoriai teigė, kad jie neturėjo interesų, kurie gali būti suvokiami kaip sukeliantys konfliktą ar šališkumą, o finansuotojai nebuvo įtraukti į studijų planavimą, duomenų rinkimą, duomenų analizę, rankraščių rengimą ir (arba) publikavimo sprendimus.